9%Ni钢板的药芯焊丝气保护半自动立焊工艺制造技术

本发明专利技术涉及钢板立焊工艺技术领域，是一种9%Ni钢板的药芯焊丝气保护半自动立焊工艺，包括对9%Ni钢板进行立焊缝的焊接操作，焊接操作具体为：焊丝采用药芯气保护焊丝，保护气体为混合气体，焊接采用半自动向上立焊工艺。本发明专利技术通过选用与9%Ni钢板相匹配的药芯焊丝，外加混合气体保护，实现了LNG储罐内罐用低温钢材料9%Ni钢的壁板立焊缝半自动焊接，其通过对焊缝整体采用半自动焊接，可突破传统的手工焊接，将断续焊接过程变为连续的焊接过程，减少了焊接接头，提高了焊接质量和工作效率，降低了作业成本，提高了9%Ni钢钢板立焊缝焊接的自动化程度，其通过半自动焊接可降低人为因素的影响和对焊工技能水平的要求，减轻焊接的劳动强度。

Semi-automatic Vertical Welding Process with Flux-cored Wire Gas Protection for 9% Ni Steel Plate

【技术实现步骤摘要】
9%Ni钢板的药芯焊丝气保护半自动立焊工艺
本专利技术涉及钢板立焊工艺
，是一种9%Ni钢板的药芯焊丝气保护半自动立焊工艺。
技术介绍
板状立焊位置的半自动焊接是指在钢板相对固定的情况下，焊丝靠送丝机自动送出，手工带动焊枪沿焊缝运动，从而实现半自动焊接。液化天然气(LNG)作为一种优质、清洁、高效、方便的新型绿色清洁能源，近年来在世界各国都得到广范推广应用，由此带动了LNG工业的迅猛发展。低温储罐是LNG项目中的关键设备，一般由外罐、保冷层和内罐组成。其中，9%Ni钢作为LNG储罐内罐用材料长期服役于-165℃的低温环境，其焊接技术是LNG低温储罐建设核心技术之一。目前，我国自主研发的低温钢板9%Ni钢板已应用到山东LNG项目16万m3低温储罐、江苏LNG接收站工程2台16万m3低温储罐等LNG低温储罐工程中，但与其内罐壁板相匹配的专用焊接材料（焊条、焊丝、焊剂）全部依赖进口。对于LNG储罐的立焊缝，焊条电弧焊仍然是目前我国已建、在建的几座LNG低温储罐内罐壁板立焊缝普遍采用的焊接方法，焊条电弧焊具有设备简单、应用范围广等优点，其不足是自动化程度低，焊接难度大，由于受人为因素的影响较大，对焊工技能水平要求高，劳动强度大，线能量可控性较差，最终导致焊接质量低，焊接效率低。综上所述，在LNG储罐项目建设领域，施工企业对先进焊接工艺的需求非常紧迫。
技术实现思路
本专利技术提供了一种9%Ni钢板的药芯焊丝气保护半自动立焊工艺，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有9%Ni钢板的立焊缝采用焊条电弧焊存在的自动化程度低，焊接难度大，由于受人为因素的影响较大，对焊工技能水平要求高，劳动强度大，线能量可控性较差，最终导致焊接质量低，焊接效率低的问题。本专利技术的技术方案是通过以下措施来实现的：一种9%Ni钢板的药芯焊丝气保护半自动立焊工艺，包括对9%Ni钢板进行立焊缝的焊接操作，焊接操作具体为：焊丝采用药芯气保护焊丝，保护气体为混合气体，焊接采用半自动向上立焊工艺。下面是对上述专利技术技术方案的进一步优化或/和改进：上述在对9%Ni钢板立焊缝进行焊接操作前可进行焊接预处理操作，焊接预处理包括坡口加工、坡口清理和组对，坡口加工的具体操作为：选用壁厚为20mm的9%Ni钢钢板对其进行V型坡口加工，V型坡口的具体参数为：坡口角度为27°至33°，钝边为0至0.5mm，板壁厚为20mm。上述组对为将已完成坡口加工的9%Ni钢板进行组对，组对的具体参数可为：组对间隙为0至0.5mm，组对错边量应不超过1.5mm，并应沿焊缝长度方向均匀分布。上述立焊缝的焊接操作可包括根焊层焊接、热焊层焊接、填充层焊接、盖面层焊接和封底层焊接，焊接设备选用昆山安意源管道科技有限公司生产的CH-500Pro多功能焊机，9%Ni钢板选用南京钢铁股份有限公司生产的牌号为X7Ni9的9%Ni钢板，焊丝选用昆山京群焊材科技有限公司生产的型号ENiCrMo3T1-4且牌号AFN-CM3/Φ1.2mm的药芯气保护焊丝，各个层焊接均采用半自动向上立焊工艺，其焊接电压为22V至28V，焊丝的干伸长度为12mm至18mm，坡口两端停留时间为0至6ms，摆幅以焊缝金属熔敷到焊道边缘为准，焊接热输入为12KJ/cm至18KJ/cm。上述根焊层焊接的焊接电流可为140A至170A，焊接速度为12cm/min至22cm/min。上述热焊层焊接和填充层焊接的焊接电流可为150A至180A，焊接速度为13cm/min至24cm/min。上述盖面层焊接和封底层焊接的焊接电流可为155A至190A，焊接速度为13cm/min至24cm/min。上述在封底层焊接前可先采用机械方法将根部焊缝的背面余高去除，并修磨至U型坡口。上述焊接前可不进行坡口预热。上述采用感应加热或电加热的方法可将坡口预热至50℃，预热宽度以不小于坡口两侧各50mm范围内为宜，且保证预热温度均匀，层间温度应不超过90℃。上述混合气体配比可由75%氩气和25%二氧化碳气组成，混合气体的气体纯度分别为：氩气≥99.995%、二氧化碳气≥99.95%，混合气体的输出流量18L/min至25L/min。本本专利技术通过选用与9%Ni钢板相匹配的药芯焊丝，外加混合气体保护，实现了LNG储罐内罐用低温钢材料9%Ni钢的壁板立焊缝半自动焊接，其通过对焊缝整体采用半自动焊接，可突破传统的手工焊接，将断续焊接过程变为连续的焊接过程，减少了焊接接头，提高了焊接质量和工作效率，降低了作业成本，提高了9%Ni钢钢板立焊缝焊接的自动化程度，其通过半自动焊接可降低人为因素的影响和对焊工技能水平的要求，减轻焊接的劳动强度，增强线能量的可控性，具有焊接程度高，焊接难度小，焊接质量好，焊接效率高的特点；其通过对各层的焊接采用相同的焊接设备、焊丝和焊接工艺，可便于焊工能实现9%Ni钢板立焊缝的连续焊接，减少焊接接头，使焊缝具有层间焊缝填充金属平整、各层焊缝边缘熔合良好的特点，且因整套焊接工艺全部采用半自动焊焊接，保证了焊接质量的稳定可靠；且本专利技术实现了9%Ni钢板、焊机、焊丝的全部国产化，改变了目前焊接材料依靠进口的现状，从而降低了9%Ni钢板立焊缝半自动焊接的成本。附图说明附图1为本专利技术中钢板为V型坡口的主视剖视结构示意图。附图2为本专利技术中钢板组对形成的V型坡口的主视剖视结构示意图。附图3为本专利技术焊接的焊缝焊接层数的主视剖视结构示意图。附图中的编码分别为：1为根焊层，2为热焊层，3为填充层，4为盖面层，5为封底层，ɑ为坡口角度，δ为壁厚，p为钝边，b为组对间隙，h为焊缝表面余高，W为盖面焊缝宽度。具体实施方式本专利技术不受下述实施例的限制，可根据本专利技术的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。在本专利技术中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步描述：如附图1、2、3所示，该9%Ni钢板的药芯焊丝气保护半自动立焊工艺包括对9%Ni钢板进行立焊缝的焊接操作，焊接操作具体为：焊丝采用药芯气保护焊丝，保护气体为混合气体，焊接采用半自动向上立焊工艺。本专利技术通过选用与9%Ni钢板相匹配的药芯焊丝，外加混合气体保护，实现了LNG储罐内罐用低温钢材料9%Ni钢的罐壁板立焊缝半自动焊接，其通过对焊缝整体采用半自动焊接，可突破传统的手工焊接，将断续焊接过程变为连续的焊接过程，减少了焊接接头，提高了焊接质量和工作效率，降低了作业成本，提高了9%Ni钢钢板立焊缝焊接的自动化程度，其通过半自动焊接可降低人为因素的影响和对焊工技能水平的要求，减轻焊接的劳动强度，增强线能量的可控性，具有焊接自动化程度高，焊接难度小，焊接质量好，焊接效率高的特点。可根据实际需要，对上述9%Ni钢板的药芯焊丝气保护半自动立焊工艺作进一步优化或/和改进：如附图1所示，在对9%Ni钢板立焊缝进行焊接操作前进行焊接预处理操作，焊接预处理包括坡口加工、坡口清理和组对，坡口加工的具体操作为：选用壁厚δ为20mm的9%Ni钢钢板对其进行V型坡口加工，V型坡口的具体参数为：坡口角度ɑ为27°至33°，钝边p为0至0.5mm，板壁厚δ为20mm。由于在焊接过程中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种9%Ni钢板的药芯焊丝气保护半自动立焊工艺，其特征在于包括对9%Ni钢板进行立焊缝的焊接操作，焊接操作具体为：焊丝采用药芯气保护焊丝，保护气体为混合气体，焊接采用半自动向上立焊工艺。

【技术特征摘要】
1.一种9%Ni钢板的药芯焊丝气保护半自动立焊工艺，其特征在于包括对9%Ni钢板进行立焊缝的焊接操作，焊接操作具体为：焊丝采用药芯气保护焊丝，保护气体为混合气体，焊接采用半自动向上立焊工艺。2.根据权利要求1所述的9%Ni钢板的药芯焊丝气保护半自动立焊工艺，其特征在于在对9%Ni钢板立焊缝进行焊接操作前进行焊接预处理操作，焊接预处理包括坡口加工、坡口清理和组对，坡口加工的具体操作为：选用壁厚为20mm的9%Ni钢钢板对其进行V型坡口加工，V型坡口的具体参数为：坡口角度为27°至33°，钝边为0至0.5mm，板壁厚为20mm。3.根据权利要求2所述的9%Ni钢板的药芯焊丝气保护半自动立焊工艺，其特征在于组对为将已完成坡口加工的9%Ni钢板进行组对，组对的具体参数为：组对间隙为0至0.5mm，组对错边量应不超过1.5mm，并应沿焊缝长度方向均匀分布。4.根据权利要求1或2或3所述的9%Ni钢板的药芯焊丝气保护半自动立焊工艺，其特征在于立焊缝的焊接操作包括根焊层焊接、热焊层焊接、填充层焊接、盖面层焊接和封底层焊接，焊接设备选用昆山安意源管道科技有限公司生产的CH-500Pro多功能焊机，9%Ni钢板选用南京钢铁股份有限公司生产的牌号为X7Ni9的9%Ni钢板，焊丝选用昆山京群焊材科技有限公司生产的型号ENiCrMo3T1-4且牌号AFN-CM3/Φ1.2mm的药芯气保护焊丝，各个层焊接均采用半自动向上立焊工艺，其焊接电压为22V至28V，焊丝的干伸长度为12mm至18mm，坡口两端停留时间为0至6ms，摆幅以焊缝金属熔敷到焊道边缘为准，焊接热输入为12KJ/cm至18KJ/cm。5.根据权利要求4所述的9%...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾君，李卫国，张成杰，赵星圆，王振平，高彦伟，
申请(专利权)人：中油新疆石油工程有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆,65